鎂質轉向支撐的服役結構及壓鑄工藝優(yōu)化設計.pdf

1、轉向支撐作為汽車儀表板模塊的支撐骨架，其傳統(tǒng)結構是由多個沖壓鋼構件焊接而成，這樣的結構不但增加了汽車前端的重量，還因產(chǎn)品制造工序復雜，導致產(chǎn)品質量一致性難以有效保障。鎂合金具有密度低、比強度和比剛度高、減震降噪性能好、壓鑄工藝性能優(yōu)良等特點，用一個鎂壓鑄件替代原鋼質轉向支撐，不僅可實現(xiàn)該構件的集成設計與制造，還能達到大幅度減重的效果。
　　本文以長安CV8轎車的鋼質轉向支撐為研究對象，首先完成其材料替代的結構設計，然后對其結構的服

2、役應力及模態(tài)進行分析與優(yōu)化，最后對其壓鑄工藝進行設計與優(yōu)化。經(jīng)過上述研究，本文取得了以下研究成果。
　?、倩阪V合金材料替代設計的方法，根據(jù)CV8車型內轉向支撐的總體尺寸及裝配要求，在兼顧其力學及工藝性能的基礎上，對原鋼質轉向支撐結構進行鎂合金材料的替代設計，獲得了整體壓鑄成形的鎂質轉向支撐。
　?、诮?jīng)過反復的虛擬裝配檢驗并參照商品鎂質轉向支撐的結構后，對鎂質結構進行優(yōu)化設計，使其較好地滿足了與周邊構件的裝配要求。
　

3、?、劾糜邢拊ǎ謩e對原鋼質和鎂質轉向支撐進行了服役應力及模態(tài)對比分析及評價，并以提高整體強度和剛度為目的，對鎂質結構進行了優(yōu)化，最終使其在轉向系統(tǒng)受沖擊載荷作用下，其最大應力值從53MPa降至30MPa，滿足了使用要求。并使其在車身約束下相對原鋼質轉向支撐的一階固有頻率從145HZ提高到161HZ，避免了車輛行駛中因路面或發(fā)動機激勵而出現(xiàn)共振。
　　④基于鎂合金壓鑄工藝設計的相關原則，在參照并吸取商品鎂質轉向支撐成功的壓鑄工藝

4、設計方案基礎上，完成了鎂質轉向支撐的澆注系統(tǒng)及壓鑄工藝參數(shù)設計。
　　⑤用壓鑄CAE方法，對鎂質轉向支撐壓鑄工藝進行了虛擬現(xiàn)實模擬，并針對工藝缺陷產(chǎn)生的位置及原因，對工藝進行了優(yōu)化改進，從而有效地消除和減少工藝缺陷。
　?、尥ㄟ^比較分析壓射速度、澆注溫度、模具預熱溫度等主要參數(shù)組合對鑄件成型質量的影響，最終獲取了一組較優(yōu)的壓鑄工藝參數(shù)，即：澆注溫度670℃、壓射速度4.5m/s、模具溫度200℃。
　　⑦最終獲得的鎂質